强透水基础岸墙稳定与墙前水位骤降关系研究

摘要

工程实践中，墙前水位骤降情况下水工挡土墙的稳定分析还存在很多模糊的地方，归其原因主要是对挡土墙墙前、墙后水位关系的研究不够深入。因此，研究水位骤降条件下挡土墙稳定性的影响因素及影响规律对水工挡土墙的设计分析有重要意义。
　　本文在模型试验的基础上，应用GEO-Seep/w饱和-非饱和渗流软件，以岸壁式码头沉箱为研究对象，详细研究了挡土墙高度、墙后填土的渗透性、墙前降水速度和墙下抛石基床高度对挡土墙稳定的影响规律。在文中的研究中首先应用自制大型模型箱进行两组挡土墙的水位骤降条件模型试验；以试验为基础利用Seep/w软件对模型试验结果进行模拟，以验证数值模型的可靠性；以此为理论依据用Seep/w软件对工程中常用的岸壁式码头沉箱进行数值模拟，分析降水速度、沉箱高度、墙后填土渗透性和沉箱下抛石基床高度对沉箱稳定性的影响；最后对非饱和渗流墙后水压的非线性分布进行分析，探索墙后等效水压的简化计算方法，并依据等效水压分析沉箱最危险时刻的稳定性。
　　本文的主要研究结论如下：
　　（1）在填土参数可靠的前提下，数值模拟可以正确模拟墙后水压的变化；
　　（2）随着墙前水位的下降，挡土墙稳定性先减小后增大，渗透性和沉箱高度对降水过程中对沉箱稳定性影响最大，当沉箱设计截面越高、渗透系数越小时，沉箱稳定性越差；
　　（3）综合各种沉箱稳定性的影响因素分析，其抗倾及抗滑最不利时刻发生在墙前水位下降至墙高的60％-75%时；
　　（4）影响挡土墙稳定性的关键因素是水土压力的共同作用，并不是墙前、墙后水位差最大的时刻；
　　（5）墙后等效水压简化算法可用于分析墙前降水条件下的挡墙稳定。

目录

声明

1 绪论

1.1 课题研究的背景、目的和意义

1.2 水位骤降条件下边坡及挡土墙稳定的研究现状

1.3 饱和－非饱和渗流基本理论及控制方程

1.4 挡土墙后填土水土压力计算方法分析

1.5 本文的研究内容、方法和技术路线

2 水位骤降对挡墙墙后水压影响的模型试验

2.1 引言

2.2 模型箱的设计与介绍

2.3 模型试验用土的物理参数试验

2.4 试验模型的制作

2.5 试验一结果及有关结论

2.6 试验二结果及有关结论

2.7 本章小结

3 模型试验的数值模拟

3.1 引言

3.2 GEO-STUDIO有限元软件中SEEP/W模块介绍

3.3 基于SEEP/W模块对试验模型进行渗流分析

3.4 模型试验与数值模拟孔压的对比分析

3.5 本章小结

4 水位骤降条件下岸壁式沉箱稳定性影响因素研究

4.1 沉箱截面设计

4.2 沉箱稳定性有关参数的确定

4.3 沉箱墙后水压分布特点

4.4 沉箱稳定性计算方法

4.5 沉箱高度对沉箱稳定性的影响

4.6 降水速度对沉箱稳定性的影响

4.7 填土渗透性对沉箱稳定性影响

4.8 抛石基床高度对沉箱稳定性影响

4.9 不同高度下墙前最危险时刻的确定

4.10 不同高度下最危险浸润线的确定

4.11 本章总结

5 墙前水位骤降条件下墙后等效水压的简化计算

5.1 引言

5.2 墙后水压力简化及土压力计算方法

5.3 基于等效三角形水压分布的沉箱稳定分析

5.4 墙后等效水压的估计方法

5.5 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献